Question

6．請從圖中選用必要的裝置進行電解飽和食鹽水的實驗，要求測定產(chǎn)生的氫氣的體積（大于25mL），并檢驗氯氣的氧化性．
（1）A極發(fā)生的電極反應式2H⁺+2e^-═H₂↑；B極發(fā)生的電極反應式是2Cl^--2e^-═Cl₂↑；電解飽和食鹽水的化學方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）電源的M端應連接的電極為B（A或B）極．
（3）設計上述氣體實驗裝置時，各接口的正確連接順序為：H接F、G接A；B接D接E接C．
（4）實驗中，在盛有KI淀粉溶液的容器中發(fā)生反應的離子方程式為Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂．
（5）已知飽和食鹽水50mL，某時刻測得H₂體積為56mL （標準狀況）．此時溶液pH約為13．

Answer 1

分析 （1）要用鐵棒和碳棒作電解電解氯化鈉溶液制取氫氣，則鐵作陰極，碳棒作正極，陰極上氫離子放電生成氫氣，陽極上氯離子放電生成氯氣；
（2）電源負極接電解池的鐵棒、碳棒接電流計“-”端，“+”端接電源正極；
（3）用碘化鉀溶液檢驗氯氣的氧化性，用氫氧化鈉溶液處理氯氣的尾氣；用排水法收集氫氣，用50mL量筒盛放排出的水，注意導氣管遵循“長進短出”原則；
（4）氯氣具有強氧化性，能和碘離子發(fā)生置換反應；
（5）根據(jù)氫氣和氫氧化鈉的關系是計算氫氧化鈉的物質的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算氫氧化鈉濃度，再結合離子積常數(shù)計算氫離子濃度，從而得出溶液的pH．

解答 解：（1）要用鐵棒和碳棒作電解電解氯化鈉溶液制取氫氣，則鐵作陰極，碳棒作正極，陰極鐵上氫離子得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為2H⁺+2e^-═H₂↑，陽極碳棒上氯離子失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，同時溶液中還產(chǎn)生氫氧化鈉，所以電池反應式為 2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）電源負極接電解池的鐵棒A、碳棒B接電流計“-”端，“+”端接電源正極M，故答案為：B；
（3）電解池左邊A導管口產(chǎn)生H₂，右邊B導管口產(chǎn)生Cl₂，以電解池為中心，相應裝置的作用：所以其連接順序是：H←F←G←A，B→D→E→C，
故答案為：H；D；
（4）氯氣具有強氧化性，能和碘離子發(fā)生置換反應生成氯離子和碘，離子反應方程式為Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，故答案為：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂；
（5）根據(jù)2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑中氫氧化鈉和氫氣的關系式知，n（NaOH）=$\frac{\frac{5.6×1{0}^{-3}L}{22.4mol/L}}{1}$=5.0×10^-3 mol，
根據(jù)原子守恒得n（OH^-）=5.0×10^-3 mol，c（OH^-）=$\frac{5.0×1{0}^{-3}mol}{0.05L}$=0.10 mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$=10^-13 mol/L，pH=-lg10^-13=13，
故答案為：13．

點評 本題以電解原理為載體考查了氣體的制取、性質的檢驗等知識點，根據(jù)電解原理、物質的性質、物質間的關系等來分析解答即可，難點是儀器連接順序，根據(jù)氣體制取裝置→檢驗裝置→收集裝置→尾氣處理裝置來排序即可，難度中等．